Презентация на тему Разработка элементов авиационной системы улучшенного видения

основных причин авиационных происшествий при заходе ЛА на посадку,

посадке и рулении по взлетно-посадочной полосе (ВПП) [данные Flight Safety Digest, Flight Safety Foundation]

высотах – разработка систем «улучшенного видения» (Enhanced Vision System,

EVS)

ситуационной информированности экипажа ЛА за счет формирования улучшенных графических

образов закабинной обстановки

EVS регулирующие организации руководствуются документом RTCA DO-315 - Minimum

Aviation System Performance Standard (MASPS) for Enhanced Vision Systems, Synthetic Vision Systems, Combine Vision Systems and Enhanced Flight Vision Systems
Электронное оборудование
RTCA DO-254 - Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware
Программное обеспечение
RTCA DO-178B - software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification.
Эксплуатационные требования
RTCA DO-160 - Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment.

Vision System - EVS). Формируют улучшенное изображение внешней среды

по изображениям с ТВ и ИК каналов и отображают его на ИЛС или МФИ.

Vision System - SVS). Визуализируют данные о рельефе, используют

БД рельефа местности, аэропортов и объектов ВПП.

Vision System - CVS).
Сочетание EVS и SVS.

(Enhanced Flight Vision System, EFVSС).
EVS с индикацией на ИЛС

(Франция), CMC Electronics Inc. (Канада), Max-Viz Inc (США), Gulfstream

Aerospace Corporation (США), Kollsman (США)

Сертифицированные EVS первого поколения – системы «датчик-дисплей»

EVS, существенно превосходящей EVS предыдущего поколения по набору функций

комплексирования и интеллектуальной обработки видеоданных различной физической природы.

ГосНИИАС в кооперации с рядом отечественных предприятий ведет работы по созданию EVS нового поколения

В докладе описаны основные результаты, полученные в данном направлении

ТВ, ИК1, ИК2 изображений;
комплексирование ТВ, ИК1, ИК2 видеоинформации;

автоматическая привязка оперативной видеоинформации к априорной информации о закабинной обстановке с учетом имеющихся навигационных данных;
автоматическое обнаружение ВПП и других типовых объектов интереса на этапе посадки;
автоматическое обнаружение препятствий на ВПП на этапе посадки и рулежки.

экспериментальных регистраций
Создание вспомогательного аппаратного и программного обеспечения
Компьютерное

моделирование
Разработка алгоритмического обеспечения
Разработка программного обеспечения
Использование специальных технологий разработки и тестирования модульного программно-алгоритмического обеспечения.
Интеграция и отработка взаимодействия с другими датчиками и системами на борту ЛА
Создание прототипа системы EFVS

регистраций ВПП в ТВ диапазоне с записью ПНИ
Пример видеорегистрации

ВПП на базе ЛЛ Су-30
(ФГУП «ПИЦ»)

и найдены возможные аппаратные решения для EVS и многоканальной

регистрирующей системы в ТВ и ИК диапазонах.
Состав аппаратного обеспечения EVS:
Средства отображения (МФИ/ИЛС);
ИК-камера 3-5 мкм;
ИК-камера 8-14 мкм;
ТВ-камера высокого разрешения;
ММ-радар (опционно);
Вычислитель в виде модулей «крейта» интегрированной модульной авионики (ИМА).

решения для EVS и многоканальной регистрирующей системы в ТВ

и ИК диапазонах.
Датчики для различных вариантов регистрации:
Одноканальная ТВ-система.
Двухканальная регистрирующая система.
Двухканальная гиростабилизированная система.
Трехканальная гиростабилизированная система.
Регистрирующие системы для БПЛА и мотопланера
ММ-Радар (8-мм).

Результаты 2010 (по направлениям)

размещению датчиков и методике проведения летных экспериментов
Размещение датчиков
Наиболее

перспективными являются варианты размещения видеодатчиков на нижней части корпуса самолета (как в системе Gulfstream EVS), либо на верхней носовой части корпуса самолета (как в системе CMC Electronics EVS), причем точка подвеса сенсоров и главные оптические оси должны быть максимально близки к вертикальной плоскости симметрии самолета.

размещению датчиков и методике проведения летных экспериментов
Методика проведения летных

экспериментов

Задачи проведения летных экспериментов в 2011 году:
1. Набор базы экспериментальных регистраций изображений ВВП для отработки алгоритмического и программного обеспечения прототипа EVS.
2. Создание, отработка и испытание летного прототипа EVS, размещенного на самолете-носителе и демонстрирующего отдельные функции системы EVS в летных испытаниях.

программные средства для оценки условий видимости ВПП на ТВ

и ИК изображениях
Создана база данных экспериментальных видеорегистраций и реализованы программные средства для работы с ней.
Разработаны программные средства для калибровки и автоматизированного анализа экспериментальных регистраций
Используется разработанная в ГосНИИАС программная среда, построенная на базе «фрейм-ориентированной» технологии визуального программирования

программные средства для оценки условий видимости ВПП на ТВ

и ИК изображениях
Реализованы средства численной оценки параметров информативности ТВ и ИК изображений:
линейное разрешение
степень выраженности контуров
яркостная отделимость объекта от фона.

алгоритмических модулей обработки видеоинформации
Для улучшения ТВ изображений реализован

алгоритм MSR типа «Retinex», позволяющий проявлять как яркие, так и затемнённые области изображения.

алгоритмических модулей обработки видеоинформации
Для комплексирования изображений (ТВ, ИК-3-5

мкм, ИК–8-14 мкм) разработан алгоритм на основе морфологического подхода Пытьева.

ИК 3-5

ИК 8-14

ТВ

Компл.

алгоритмических модулей обработки видеоинформации
Для повышения информативности изображений реализован

метод «суперразрешения» на основе серии изображений низкого разрешения.

Увеличение (бикуб. интерп.)

Суперразрешение

алгоритмических модулей обработки видеоинформации
Алгоритм обнаружения ВПП реализован в

виде программного модуля для крейта ИМА

Пример обнаружения ВПП на модельном изображении (моделирование ФГУП «ПИЦ»)

на базе БУП ИМА и включен в состав демонстрационного

стенда ФГУП «ГосНИИАС»

Быстродействующая унифицированная платформа (БУП) ИМА

базе БУП ИМА и включен в состав демонстрационного стенда

ФГУП «ГосНИИАС»

Реализация EVS на платформе БУП ИМА

тестирование и комплексирование алгоритмов интеллектуальной видеообработки (ФГУП «ГосНИИАС», ОАО

«НКБ ВС», ФГУП «ГРПЗ»).
Проведение летных экспериментов с использованием нескольких типов носителей
(тепловой аэростат, мотопланер, БПЛА, винтомоторный самолет, реактивный самолет) с целью создания базы многоспектральных видеопоследовательностей натурных изображений ВВП (ФГУП «ГосНИИАС», ФГУП «ПИЦ»).
Создание, отработка и испытания летного прототипа EVS на базе крейта ИМА, размещенного на самолете-носителе (ФГУП «ГосНИИАС», ОАО «НКБ ВС», ФГУП «ПИЦ»).
Проработка требований к функциям синтезированного видения (ССВ) и создание прототипа системы улучшенного и синтезированного видения (СУСВ) на базе крейта ИМА (ФГУП «ГосНИИАС», ОАО «НКБ ВС», ФГУП «ПИЦ»).
Разработка методики и алгоритмов совмещения синтезированной и наблюдаемой видеоинформации ( ФГУП «ГосНИИАС», ОАО «НКБ ВС», ФГУП «ПИЦ»).
Совершенствование архитектуры и аппаратных модулей крейта ИМА (ОАО «НКБ ВС»).
Разработка специализированных мезонинов или модулей видеообработки для крейта ИМА (ФГУП «ГРПЗ»).
Проработка возможности использования отечественных видеодатчиков в составе разрабатываемой СУСВ (ФГУП «ГосНИИАС», ОАО «НТК «СПП»).
Проработка возможностей сертификации создаваемой системы СУСВ (ФГУП «ГосНИИАС», ОАО «НКБ ВС»).